淺談變電所10kV配電線路單相接地故障與處理方法

張修煒

(國網(wǎng) 山東鄆城縣供電公司，山東 鄆城274700)

變電所10kV 配電線路。經(jīng)常會由于單相接地而產(chǎn)生各種故障,如果遇到惡劣的天氣,產(chǎn)生的故障則會更加復(fù)雜和頻繁,單相接地會使用戶的用電產(chǎn)生間斷, 雖然接地系統(tǒng)能夠在單項接地故障產(chǎn)生時, 維持12 小時的供電量,這仍然會影響到配電設(shè)備的安全運行。

1 單相接地故障產(chǎn)生的原因

1.1 單相接地故障產(chǎn)生的主要原因

當(dāng)線路因某種原因?qū)е?0kV 配電線路發(fā)生單相接地故障后,通過變電站10kV 母線上運行的電壓互感器,10kV 母線絕緣監(jiān)察裝置等檢測到接地故障并發(fā)出接地信號,提示調(diào)度值班員進(jìn)行處理,經(jīng)過選線及分析,最終會確定發(fā)生單相接地故障的相別和配電線路,匯報上級調(diào)度,通知配電線路的運行維護(hù)人員查找處理故瘴。如經(jīng)巡視不能及時發(fā)現(xiàn)處理故障點,一般會停運該配電線路(規(guī)程規(guī)定可以故障運行2 小時,但考慮到繼續(xù)運行一段時間后可能導(dǎo)致單相接地故障擴(kuò)大成其它事故,故一般停運。

1.2 單相接地故障發(fā)生的其他原因

10kV 配電線路在實際運行中,通過歸納和總結(jié),發(fā)生單相接地故障主要有以下幾種原因：

1）導(dǎo)線接頭斷線落地或搭在橫擔(dān)上

2）導(dǎo)線在絕緣子中綁扎或固定不牢,脫落到橫擔(dān)或地上

3）導(dǎo)線風(fēng)偏過大,與建筑物距離過小

4）拉線被盜后,落在導(dǎo)線上

5）配電變壓器高壓接頭引下線斷線

6）配電變壓器臺上的10kV 避雷器或10kV 熔斷器絕緣擊穿

7）配電變壓器高壓繞組單相絕緣擊穿或接地

8）絕緣子擊穿

9）線路上的分支熔斷器絕緣擊穿

10）同桿架設(shè)導(dǎo)線上層橫擔(dān)的拉帶一端脫落,搭在下排導(dǎo)線上

11）線路落雷,絕緣子污閃或被擊穿

12）樹木短接

13）鳥害

14）其它異物(如塑料布、鐵絲、樹枝等)等落在導(dǎo)線上

15）其它偶然或不明原因

在以上諸多種原因中,導(dǎo)線斷線、異物搭接、絕緣子擊穿和樹木短接是發(fā)生配電線路單相接地故障最主要的原因,對近幾年來單相接地故障原因統(tǒng)計,上述四種原因占總故障原因的85%以上。導(dǎo)線斷線主要表現(xiàn)：一是，在導(dǎo)線接頭處,接觸不良,發(fā)熱燒斷。一是，導(dǎo)線在絕緣子中綁扎或固定不牢,脫落到橫擔(dān)或地上,另外就是導(dǎo)線經(jīng)過其它施工地段(特別是放炮的地段)時,容易引起的斷線。異物搭接是指其它物體在大風(fēng)等條件下,搭落在導(dǎo)線上。絕緣子擊穿主要是指絕緣子的污閃及雷擊；而樹木短接表現(xiàn)在樹木直接穿過裸線及樹枝落在線路上。

2 單相接地產(chǎn)生故障的危害

2.1 對配電設(shè)備的危害

單相接地故障發(fā)生后, 可能產(chǎn)生間歇性弧光接地, 造成諧振過電壓,產(chǎn)生幾倍于正常電壓的過電壓,過電壓將進(jìn)一步使線路上的絕緣子絕緣擊穿,造成嚴(yán)重的短路事故。同時可能燒毀配電變壓器,使線路上的避雷器、熔斷器絕緣擊穿、燒毀,嚴(yán)重者可能發(fā)生電氣火災(zāi)。

2.2 對配電網(wǎng)的危害

嚴(yán)重的單相接地故障, 可能破壞區(qū)域電網(wǎng)系統(tǒng)穩(wěn)定, 造成更大事故。

2.3 對變電設(shè)備的危害

10kV 配電線路發(fā)生單相接地故障后,電壓互感器鐵心飽和,勵磁電流增加,如果長時間運行,將燒毀電壓互感器。單相接地故障發(fā)生后,也可能產(chǎn)生幾倍于正常電壓的諧振過電壓,危及變電設(shè)備的絕緣,嚴(yán)重者使變電設(shè)備絕緣出穿,造成更大事故。

2.4 對供電可靠性的影響

發(fā)生單相接地故障后,一方面要進(jìn)行人工選線,對未發(fā)生單相接地故障的配電線路要進(jìn)行停電,中斷正常供電,影響供電可靠性。另一方面發(fā)生單相接地的配電線路將停運,在查找故障點和消除故障中,不能保障用戶正常用電,不利于查找和消除故障,將造成長時問、大面積停電,對供電可靠性產(chǎn)生較大影響。

2.5 對線損的影響

發(fā)生單相接地故障時,由于配電線路接地直接或間接對大地放電,將造成較大的電能損耗,如果按規(guī)程規(guī)定運行一段時間(不超過),將造成更大的電能損耗。

2.6 對人身的危害

對于導(dǎo)線落地這一類單相接地故障,如果接地配電線路未停運,對于行人和線路巡視人員,可能發(fā)生人為觸電傷亡事故。

3 對單項接地故障處理辦法以及預(yù)防措施

3.1 對單相接地故障故障的處理辦法

配電線路發(fā)生單相接地故障后,運行維護(hù)單位應(yīng)立即組織人員巡視線路,查找故障點,在查找過程中采取分片、分段、分設(shè)備的“排除法”,并與絕緣搖測、蹬桿檢查等辦法相結(jié)合,盡快找到故障點并消除故障。如果上述辦法未查找到故障點,可請求上級調(diào)度對故障線路試送電一次,如成功,則可能是其它不明偶然原因造成；不成功,則用“排除法”繼續(xù)查找,直到查找到并消除故障為止。這是傳統(tǒng)的老方法,建議在線路上采用新技術(shù)、新設(shè)備,可有效減少停電時間,縮小停電范圍,減輕線路的維護(hù)工作量。

3.2 對單相接地故障的預(yù)防措施

對于配電線路單相接地故障,可以采取以下幾種方法進(jìn)行預(yù)防,以減少單相接地故障發(fā)生：

1）在對配電線路進(jìn)行定期巡視時,主要是看導(dǎo)線與樹木、建筑物的距離,是否符合規(guī)程要求。電桿頂端是否有鳥窩。導(dǎo)線在絕緣子中的綁扎或固定是否牢固,導(dǎo)線是否有外傷(特別是導(dǎo)線在其他工程的施工地段)和松股,絕緣子固定螺栓是否松脫,橫擔(dān)、拉帶螺栓是否松脫,拉線是否斷裂或破股以及被盜,導(dǎo)線弧垂是否過大或過小等。

2）對配電線路上的絕緣子、分支熔斷器、避雷器等設(shè)備定期進(jìn)行絕緣測試,重點檢查變壓器的絕緣是否良好。變壓器的高壓引下線接頭是否接觸良好。

3）要對配電變壓器及10kV 公用變定期進(jìn)行檢查和試驗,對不合格的變壓器及時更換。

4）在配電線路上加裝分支熔斷器和避雷器,縮小做障范圍,減少停電面積和停電時間,預(yù)防雷害,有利于快速判斷及查找故障點。

5）在對配電線路的檢修和維護(hù)時,要重點查看耐張桿塔導(dǎo)線的接頭是否發(fā)熱變形,線路上絕緣子是否雷擊。

6）注重線路的基礎(chǔ)建設(shè),合理預(yù)測未來負(fù)荷。選擇和負(fù)荷相匹配的導(dǎo)線截面；縮短線路的供電半徑；合理布設(shè)配變位置,降低線路的接頭發(fā)熱,實踐證明,也將會有效減少線路的單相接地故障的發(fā)生。

7）在配電線路上使用高一電壓等級的絕緣子,提高配電網(wǎng)絕緣強(qiáng)度。我局在部分線路上經(jīng)常使用防污絕緣子和玻璃絕緣子,效果很好。

4 結(jié)論

在配電系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時，故障信號中含有重要的暫態(tài)成分，根據(jù)此暫態(tài)信號的特征可實現(xiàn)故障線路的選擇。具有很強(qiáng)的處理微弱信號能力的小波方法有利于改善高阻接地時裝置的動作性能,在繼電保護(hù)特別是故障分析中有著廣闊的應(yīng)用前景。

目前,在大規(guī)模應(yīng)用配電自動化技術(shù)進(jìn)行單相接地故障的處理時機(jī)還未成熟時,采用獨立的帶有遠(yuǎn)動或通信功能的小電流接地選線設(shè)備不失為一種較實用的選擇。例如MLZT KY 型小電流系統(tǒng)接地微機(jī)選線裝置是靠零序電壓啟動，通過各CPU 對各線路零序電流采集,進(jìn)行分析、比較,根據(jù)各電流的幅值、相位和諧波含量多重判據(jù)判別接地線路。

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